氢能将在工业领域大放异彩,氢能化工或将率先受益。
10月23日,国新办举行新闻发布会,介绍2024年前三季度工业和信息化发展情况。发布会上,工业和信息化部新闻发言人、运行监测协调局局长陶青表示,绿色低碳是新型工业化的生态底色,将积极推动清洁低碳氢在工业领域应用。
根据计划,工信部还将着眼健全绿色低碳发展机制,制定出台《制造业绿色低碳发展行动方案》,助力经济社会发展全面绿色转型。
具体来看,氢能方面,将积极推动清洁低碳氢在工业领域应用。聚焦清洁低碳氢应用的瓶颈制约,进一步推进政策集成创新,加快推动其在冶金、化工、石化等行业规模化应用,在工业绿色微电网、绿色船舶、绿色航空等领域实现多场景应用突破。
多项政策为氢能化工应用保驾护航
耦合氢能(尤其是绿氢)是大化工行业深度脱碳的有效路径。事实上,在工信部这次为氢能在工业领域的应用发声之前,多项政策就已经在为氢能在化工等工业领域的应用铺路。特别是2024年以来,多项政策剑指氢能,助力化工领域的节能降碳。
6月7日,国家发展改革委等5部门联合发布钢铁、炼油、合成氨、水泥4个行业节能降碳专项行动计划,部署系列重点任务。
其中,对钢铁行业提到,到 2030 年底,高炉富氧技术、氢冶金技术等节能降碳先进技术取得突破。加快推进氢基直接还原、富氢熔融还原等非高炉炼铁技术攻关,鼓励利用现有高炉开展富氢碳循环氧气高炉低碳冶金。
对炼油行业提到,到 2030 年底,炼油行业能源资源利用效率达到国际先进水平,生产过程绿电、绿氢消费占比明显提升,炼油行业绿色低碳发展取得显著成效。
对合成氨行业提到,到2030年底,生产过程中绿电、绿氢消费占比明显提升,合成氨行业绿色低碳发展取得显著成效。推动以可再生能源替代煤制氢,提高绿氢利用比例。
6月19日,国家发改委发布了《天然气利用管理办法》,其中特别提到氢能等新兴产业的崛起也对天然气的使用形式和发展方向产生影响。由此将原来的《天然气利用政策》进行了修订,并更名为《天然气利用管理办法》。
具体的调整内容有,油气电氢综合能源供应项目和终端天然气掺氢示范项目作为高精尖的天然气安全高效利用新方式被列入到天然气利用的优先类别。并且在限制项目中剔除了新建天然气制氢项目和为炼油、化工企业加氢装置配套、为钢铁冷轧配套的天然气制氢项目。
2月29日,工业和信息化部联合国家发展改革委、财政部等七部门发布《关于加快推动制造业绿色化发展指导意见》提出, 前瞻布局绿色低碳领域未来产业。聚焦“双碳”目标下能源革命和产业变革需求,谋划布局氢能、储能、生物制造、碳捕集利用与封存(CCUS)等未来能源和未来制造产业发展。
氢冶金、氢氨醇等氢化工应用“抢跑”
从氢能在大化工行业的应用进展来看,氢冶金和氢氨醇等领域的进展较快,明显领先其它板块。
氢冶金采用氢气作为燃料和还原剂,不但能让炼铁过程摆脱对化石能源的依赖,更能从根源上根治碳排放问题,为钢铁行业的绿色可持续发展开辟新路径。今年以来,我国氢冶金在金融、技术、项目方面都传来新进展。
融资方面,交通银行上海市分行在2月落地了全国首单水上运输行业转型融资项目后,积极寻求在其他行业扩大转型融资创新,交行宝山支行与中国宝武集团旗下子公司宝武清洁能源有限公司(简称“宝武清能”)密切合作,再次成功落地上海市首笔钢铁行业转型金融贷款。
技术方面,氢冶金技术通过了实际的验证并取得较好的成绩。8月,国内首套百万吨级氢基竖炉实现168小时连续满负荷生产,顺利通过周达产功能考核,并成功验证了高氢(70%氢气含量)冶炼条件。据悉,湛江钢铁氢基竖炉是在国外前沿直接还原铁工艺技术的基础上,开发出的适合本国资源及能源特点的竖炉生产工艺系统。
7月30日,由中国钢研自主研发和建设的全球首条纯氢多稳态竖炉示范工程顺利通过了验收。该项目于今年1月正式投入运行,4月完成了第二次生产运行,氢直接还原铁的金属化率达到96%以上,实现了纯氢竖炉示范生产线高还原效率、高能量利用率、高稳定性等指标。
项目方面,今年4月,由内蒙古赛思普科技有限公司(简称“赛思普”)牵头实施的自治区“双碳”科技创新重大示范工程的“揭榜挂帅”项目——“氢基熔融还原技术研发与工业示范”取得阶段性进展,成功实现高纯生铁连续稳定月产5.3万吨,产品完全符合 C1、C2 行业标准,部分产品达到超高纯铸造生铁标准。
相比于氢冶金,氢能在氢氨醇项目中的进展还要更进一步,已经迈入到初步的示范应用阶段。高工氢电产业研究所(GGII)《中国电解水制氢项目数据库》显示,截至2024年6月底,国内建成绿氢项目制氢装机总规模超880MW,其中绿色氢氨醇项目制氢装机占比达38%。
现阶段,中国能建、国家电投、国家能源集团、中国华电、华能集团、深能、宝丰能源、远景能源等颇具实力的央企国企、大型民营新能源企业均在推进绿氨项目,集中落地在内蒙古、东北等地区。特别是2024年以来,新招标的氢氨醇一体化项目也在不断增多。
2024年新增的典型氢氨醇一体化项目有:中广核兴安盟一期年产40万吨生物质绿甲醇项目、华能尧景30万吨绿氢合成氨项目、云南绿色氢能源与液态阳光甲醇示范项目、三峡新和县风光制氢合成氨一体化项目、深能赤峰林西风电制氢合成氨一体化项目、明阳鄂托克旗风光储氢醇一体化项目、中能建松原氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)项目、大安风光制绿氢合成氨一体化项目等。
上述氢氨醇一体化项目有些是正式立项备案,有些则是启动招标,还有部分项目已正式启动建设。例如,总投资53亿元的深能赤峰林西风电制氢合成氨一体化项目,其制氢项目和合成氨项目已开工建设,预计今年12月底投产后,实现年发电量17.5亿千瓦时,全年发电量85%以上用于制氢站制氢,年制氢2.6万吨、合成氨15万吨。
氢能在冶金和氨醇等化工领域应用的率先突破离不开其技术成熟度和行业发展的需求。氢冶金是钢铁行业低碳转型的主要方向,同时钢铁行业也是氢能消纳的重要场景,而现有的氢-氨转化技术也较为成熟,绿氨已成为绿氢利用的重要载体。可以预见,随着氢能在冶金和氨醇等领域的应用突破,未来更大的氢能化工应用市场还有待挖掘。